含高量W,Nb低量Al的五元铸态TiAl合金的凝固基理研究

项目名称： 含高量W,Nb低量Al的五元铸态TiAl合金的凝固基理研究

项目编号： No.51201141

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 金属材料学科

项目作者： 孙红亮

作者单位： 西南交通大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 通过开展对含高量W,Nb低量Al的五元TiAl合金(Ti-Al-W-Nb-B)系列的液-固相变基本规律的研究, 揭示该系列合金细晶凝固和显微偏聚控制的机理。鉴定在一定成分（热力学条件）和一定冷速（动力学条件）条件下这种合金体系的不同结晶路径, 确定初次晶L→B和L→a?析出和发生包晶转变 L+B→ap?的临界成分点和临界冷却速度。定量分析该系列合金在凝固过程中的各相 (包括初次B相，初次a?相, 包晶ap相, 包晶Yp相,以及残余留存的有序w（B2）相)之间的相平衡关系。以完善该系列合金的热力学及热物性参数为基础，结合其动力学特征，建立凝固组织形成的定量描述理论，实现凝固路径、成分偏析、相组合、组织形态及缺陷的定量预测。为研究工业应用多元多相合金的凝固规律，探索工业合金与结构件的凝固组织精确控制的原理和方法，发展凝固控制技术和基于凝固控制的新材料提供参考。

中文关键词： TiAl合金；包晶反应；枝晶偏析；凝固组织；力学性能

英文摘要： Through solidification researches on the as-cast high W, Nb containing and low Al containing TiAl Alloys, grain-refining solidification and the effective segregation coefficients of the Ti-Al-W-Nb-B Alloys are revealed.The crystallization path of different component(the thermodynamic condition) and different cooling rates(the dynamics condition) in multicomponent metal system are studies.The effect of the alloy composition and the cooling rate on L→B, L→a? solidification routes and L+B→ap? solidification route are proposed.The phase equilibrium relationships(including B phase, a phase, ap phase, Yp phase and w(B2) phase) in Ti-Al-W-Nb-B system are determined by quantitative analysis. Improvement of the series of the thermodynamic and thermophysical parameters as the basis, combined with its dynamic characteristics, to establish a quantitative description of the formation of solidification microstructure theory, realization of solidification path, composition segregation, combination, morphology and defect quantitative prediction.For the study of industrial application of multielement and multiphase alloy solidification laws provide a reference.

英文关键词： TiAl alloys；peritectic reaction；dendritic segregation；solidification structure；mechanical properties